KR20090082017A - 과전압 보호회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과전압 보호회로에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예는 입력전압을 소정 레벨로 변압하는 변환부; 상기 변환부에서 소정 레벨의 전압을 유기하는 전압 검출부; 상기 변환부에서 출력되는 전압의 레벨을 제어하는 역률 보정부; 상기 역률보정부의 출력을 귀환받아 스위칭되는 제1 스위칭부; 상기 제1 스위칭부에 의해 온/오프 제어되어 상기 전압 검출부에서 유기된 전압이 전원공급장치의 동작을 제어하는 메인 컨트롤러에 공급되는 것을 스위칭하는 제2 스위칭부; 상기 역률 보정부의 출력전압을 분압하는 분압회로; 및 상기 분압회로에서 분압된 전압에 의해 온/오프되어 상기 전압 검출부에서 유기되는 전압이 상기 제2 스위칭부에 공급되는 것을 스위칭하는 제3 스위칭부를 포함한다.
Figure P1020080008244
전원공급장치, 역률보정, 과전압, 션트 레귤레이터

Description

과전압 보호회로{Over Voltage Protection Circuit}
도 1은 종래의 전원공급장치의 개략적 회로도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 과전압 보호회로도.
＜도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명＞
T2: 트랜스포머
L2: 보조권선
R1, R2: 분압저항
U1: 션트 레귤레이터
PC2: 포토 커플러
Q4: 스위칭 트랜지스터
본 발명은 과전압 보호회로에 관한 것이다.
일반적으로 전원공급장치는 입력전압을 후단의 부하에서 원하는 레벨의 전압으로 변압하여 출력하는 장치를 말한다.
이러한 전원공급장치는 입력전압의 변동에 대하여 출력전압을 일정하게 유지시키기 위해 역률보정회로(Power Factor Correction Circuit)를 채용한다.
역률보정회로는 입력전압이 정상상태일 때의 설정된 출력전압레벨을 유지시키기 위해, 출력전압레벨을 체크하여 출력전압의 변동 량만큼 입력전압의 변압상태를 조정하도록 구성된다.
역률보정회로의 출력은 대략 400V이며, 역률보정회로의 출력전압의 상승에 대비하여 역률보정회로의 출력측에 설치되는 고압 방지용 커패시터는 통상 불연성 재질을 사용하여야 한다.
도 1은 종래의 전원공급장치의 개략적 회로도이다.
도 1을 참조하면, AC 입력전압을 전파 정류하는 브리지 다이오드(BD1)와, 브리지 다이오드(BD1)에서 전파 정류된 입력전압을 부하에서 원하는 출력레벨로 변압하는 트랜스포머(T1)와, 트랜스포머(T1)에서 변압된 전압을 정류하는 정류 다이오 드(D1, D2)와, 정류 다이오드(D1, D2)에서 정류된 전압을 평활하여 출력하는 평활 커패시터(C1)와, 트랜스포머(T1)에 전원이 공급되는 것을 스위칭하는 스위칭 FET(Q1)와, 상기 스위칭 FET(Q1)의 스위칭상태를 제어하는 역률보정 IC(10)를 구비한다.
또한, 트랜스포머(T1)의 보조권선(L1)에서 유기된 전압을 인가받아 전원공급장치의 동작을 유지시키는 스탠바이 IC(20)와, 출력전압(Vout)을 귀환받는 포토커플러(PC1)와, 포토커플러(PC1)에서 유기된 전압에 의해 온/오프되어 상기 보조권선(L1)에서 유기된 전압이 전원공급장치의 메인 컨트롤러(도시되지 않았음)에 공급되는 것을 스위칭하는 스위칭 트랜지스터(Q2)를 구비한다.
즉, 종래의 전원공급장치는 AC 입력전압이 브리지 다이오드(BD1)에서 전파 정류된 후 트랜스포머(T1)에서 대략 400V로 승압되고, 정류 다이오드(D1, D2) 및 평활 커패시터(C1)에서 리플성분이 제거된 후 출력된다.
여기서, AC 입력전압이 낮아져서 출력전압이 강하되면, 역률보정 IC(10)는 스위칭 FET(Q1)의 턴-온주기를 증가시켜 출력전압을 승압함으로써, 항상 일정한 출력전압을 유지하도록 한다.
또한, 트랜스포머(T1)의 보조권선(L1)에서 유기되는 전압은 스탠바이 IC(20)에 인가되어 전원공급장치의 동작을 유지시킨다.
또한, 출력전압(Vout)으로부터 포토커플러(PC1)에 귀환된 전압은 스위칭 트랜지스터(Q2)를 턴-온시켜 보조권선(L1)으로부터 유기되는 전압(Vcc1)이 전원공급 장치의 메인 컨트롤러에 공급되고, 메인 컨트롤러는 전원공급장치가 정상상태로 인식하여 전원공급장치를 계속 구동시킨다.
그런데, 종래의 전원공급장치에서 출력전압은 대략 400V 정도를 유지하지만 전원공급장치 및 AC 입력전압의 변동으로 인해 출력전압이 400V 이상으로 증가하기도 한다. 이러한 경우, 스위칭 FET 및 기타 소자에 전기적인 충격이 가해져서 폭발하거나 고장이 발생한다.
특히, 역률보정회로에 적용되는 커패시터(C1)는 과전압에 의해 발화될 수 있어 불연성 재질의 커패시터를 사용하게 되는데, 이 불연성 재질의 커패시터가 고가여서 제품의 가격이 상승하는 결과를 초래한다.
본 발명의 일 실시예는 과전압일 경우 전원공급장치를 안전하게 보호할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 입력전압을 소정 레벨로 변압하는 변환부; 상기 변환부에서 소정 레벨의 전압을 유기하는 전압 검출부; 상기 변환부에서 출력되는 전압의 레벨을 제어하는 역률 보정부; 상기 역률보정부의 출력을 귀환받아 스위칭되는 제1 스위칭부; 상기 제1 스위칭부에 의해 온/오프 제어되어 상기 전압 검출부에서 유기된 전압이 전원공급장치의 동작을 제어하는 메인 컨트롤러에 공급되는 것을 스위칭하는 제2 스위칭부; 상기 역률 보정부의 출력전압을 분압하는 분압회로; 및 상기 분압회로에서 분압된 전압에 의해 온/오프되어 상기 전압 검출부에서 유기되는 전압이 상기 제2 스위칭부에 공급되는 것을 스위칭하는 제3 스위칭부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 변환부는, 트랜스포머로 구현된다.
또한, 상기 전압 검출부는, 상기 트랜스포머에 설치되는 보조권선로 구현된다.
또한, 상기 제1 스위칭부는, 귀환전압을 공급받아 상기 제2 스위칭부에 전달하는 포토커플러로 구현된다.
또한, 상기 제2 스위칭부는, 상기 포토커플러에서 공급되는 전압에 의해 온/오프 제어되어 상기 전압검출부에서 검출되는 전압이 상기 메인 컨트롤러에 전달되는 것을 스위칭하는 스위칭 트랜지스터로 구현된다.
또한, 상기 분압회로는, 한 쌍의 분압저항으로 구현된다.
또한, 상기 제3 스위칭부는, 상기 분압회로에서 분압된 전압을 게이트로 공급받아 온/오프되어 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 상기 제2 스위칭부 또는 그라운드 중 어느 하나로 전달되는 것을 제어하는 션트 레귤레이터로 구현된다.
또한, 상기 역률 보정부의 출력전압 레벨이 소정 레벨을 초과하면, 상기 제3 스위칭부가 도통되어 상기 전압 검출부에서 유기되는 전압을 그라운드로 패스시킨다.
또한, 상기 메인 컨트롤러는, 상기 제2 스위칭부로부터 전압이 공급되지 않 으면 전원공급장치의 동작을 중지시킨다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치의 과전압 보호회로도이다.
도 2를 참조하면, 브리지 다이오드(BD2)는 AC 입력전압을 전파 정류한다.
트랜스포머(T2)는 브리지 다이오드(BD2)에서 전파 정류된 입력전압을 부하에서 원하는 출력레벨로 변압한다.
정류용 다이오드(D3, D4)는 트랜스포머(T2)에서 변압된 전압을 정류한다.
평활 커패시터(C2)는 정류 다이오드(D3, D4)에서 정류된 전압을 평활하여 출력한다.
스위칭 FET(Q3)는 트랜스포머(T2)에 전원이 공급되는 것을 스위칭한다.
역률보정 IC(100)는 상기 스위칭 FET(Q3)의 스위칭상태를 제어한다.
스탠바이 IC(200)는 트랜스포머(T2)의 보조권선(L2)에서 유기된 전압을 인가받아 전원공급장치의 동작을 유지시킨다.
포토커플러(PC2)는 출력전압(Vout)을 귀환받는다.
스위칭 트랜지스터(Q4)는 포토커플러(PC2)에서 유기된 전압에 의해 온/오프되어 상기 보조권선(L2)에서 유기된 전압이 전원공급장치의 메인 컨트롤러(도시되지 않았음)에 공급되는 것을 스위칭한다.
분압저항(R1, R2)는 출력전압(Vout)을 분압한다.
션트 레귤레이터(U1)는 분압저항(R1, R2)에서 분압된 전압에 의해 온/오프 제어되어 상기 보조권선(L2)에서 유기되는 전압을 그라운드로 패스시킨다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원공급장치는 AC 입력전압이 브리지 다이오드(BD2)에서 전파 정류된 후 트랜스포머(T2)에서 대략 400V로 승압되고, 정류 다이오드(D3, D4) 및 평활 커패시터(C2)에서 리플성분이 제거된 후 출력된다.
여기서, AC 입력전압이 낮아져서 출력전압이 강하되면, 역률보정 IC(100)는 스위칭 FET(Q3)의 턴-온주기를 증가시켜 출력전압을 승압함으로써, 항상 일정한 출력전압을 유지하도록 한다.
또한, 트랜스포머(T2)의 보조권선(L2)에서 유기되는 전압은 스탠바이 IC(200)에 인가되어 전원공급장치의 동작을 유지시킨다.
또한, 출력전압(Vout)으로부터 포토커플러(PC1)에 귀환된 전압은 스위칭 트랜지스터(Q4)를 턴-온시켜 보조권선(L2)으로부터 유기되는 전압(Vcc2)이 전원공급장치의 메인 컨트롤러에 공급되고, 메인 컨트롤러는 전원공급장치가 정상상태로 인식하여 전원공급장치를 계속 구동시킨다.
이때, 출력전압(Vout)에 정상 레벨이면 분압저항(R1, R2)에서 분압된 전압은 션트 레귤레이터(U1)를 도통시키지 못하고, 이로 인하여 보조권선(L2)에서 유기된 전압은 스탠바이 IC(200) 및 스위칭 트랜지스터(Q4)에 정상적으로 공급된다.
한편, 출력전압이 상승하여 전원공급장치의 출력이 과전압인 경우, 출력전 압(Vout)은 분압저항(R1, R2)에서 분압된 후 션트 레귤레이터(U1)에 공급되는데, 이때 션트 레귤레이터(U1)에 공급되는 분압전압은 션트 레귤레이터(U1)를 도통시켜 보조권선(L2)에서 유기된 전압을 그라운드로 패스시키게 된다.
이에 따라 보조권선(L2)에서 유기되는 전압이 스탠바이 IC(200) 및 스위칭 트랜지스터(Q4)에 더 이상 공급되지 못하여, 메인 컨트롤러에는 정전압(Vcc2)이 더 이상 공급되지 못하고 차단된다.
스탠바이 IC(200) 및 메인 컨트롤러는 보조권선(L2)으로부터 유기되는 전압이 차단되면 전원공급장치의 동작을 중지시키고 이로 인하여 과전압으로부터 전원공급장치는 안전하게 보호된다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 전원공급장치의 출력이 과전압이면 전원공급장치의 동작을 중지시켜 과전압으로부터 전원공급장치를 안전하게 보호할 수 있다.

Claims (9)

  1. 입력전압을 소정 레벨로 변압하는 변환부;
    상기 변환부에서 소정 레벨의 전압을 유기하는 전압 검출부;
    상기 변환부에서 출력되는 전압의 레벨을 제어하는 역률 보정부;
    상기 역률보정부의 출력을 귀환받아 스위칭되는 제1 스위칭부;
    상기 제1 스위칭부에 의해 온/오프 제어되어 상기 전압 검출부에서 유기된 전압이 전원공급장치의 동작을 제어하는 메인 컨트롤러에 공급되는 것을 스위칭하는 제2 스위칭부;
    상기 역률 보정부의 출력전압을 분압하는 분압회로; 및
    상기 분압회로에서 분압된 전압에 의해 온/오프되어 상기 전압 검출부에서 유기되는 전압이 상기 제2 스위칭부에 공급되는 것을 스위칭하는 제3 스위칭부를 포함하는 과전압 보호회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 변환부는,
    트랜스포머인 과전압 보호회로.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전압 검출부는,
    상기 트랜스포머에 설치되는 보조권선인 과전압 보호회로.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 스위칭부는,
    귀환전압을 공급받아 상기 제2 스위칭부에 전달하는 포토커플러인 과전압 보호회로.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제2 스위칭부는,
    상기 포토커플러에서 공급되는 전압에 의해 온/오프 제어되어 상기 전압검출부에서 검출되는 전압이 상기 메인 컨트롤러에 전달되는 것을 스위칭하는 스위칭 트랜지스터인 과전압 보호회로.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 분압회로는,
    한 쌍의 분압저항인 과전압 보호회로.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제3 스위칭부는,
    상기 분압회로에서 분압된 전압을 게이트로 공급받아 온/오프되어 상기 전압 검출부에서 검출되는 전압이 상기 제2 스위칭부 또는 그라운드 중 어느 하나로 전달되는 것을 제어하는 션트 레귤레이터인 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 역률 보정부의 출력전압 레벨이 소정 레벨을 초과하면, 상기 제3 스위칭부가 도통되어 상기 전압 검출부에서 유기되는 전압을 그라운드로 패스시키는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 메인 컨트롤러는,
    상기 제2 스위칭부로부터 전압이 공급되지 않으면 전원공급장치의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 과전압 보호회로.
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